Описание установки и методики проведения измерений

Общий вид прибора с маятником Максвелла изображен на рис.1.

Основание (I) оснащено регулируемыми ножками (2), которые позволяют произвести выравнивание прибора. В основании закрепле­на колонка (3), к которой прикреплен неподвижный верхний кронштейн (4) и подвижный нижний кронштейн (5). На верхнем кронштейне находится электромагнит (6), фотоэлектрический датчик № 1 (7) и вороток (8) для закрепления в регулирования длины бифилярной подвески маятника.

Нижний кронштейн вместе с прикрепленным к нему фотоэлектри­ческим датчиком №2 (9) можно перемещать вдоль колонки и фикси­ровать в произвольном положении.

Маятник Максвелла это диск (10), закрепленный на оси (2) и подвешенный по бифилярному способу, т.е. на двух параллельных нитях, на который надеваются сменные кольца (12), изменяя таким образом момент инерции системы.

Маятник с наложенным кольцом удерживается в верхнем поло­жении электромагнитом. Длина маятника определяется на миллиметровой шкале, на колонке прибора. С целью облегчения этого измерения нижний кронштейн оснащен указателем (13), помещенным на высоте оптической оси нижнего фотоэлектрического датчика.

Вид лицевой панели миллисекундомера представлен на рис. 1 (14).

Схема управления работой миллисекундомера построена на переключателях «сброс» и «пуск». После включения измерителя времени в сеть и нажатия кнопки «сеть» схема обнуления устанавли­вает миллисекундомер в начальное состояние, обнуляя декады счетчика временя (все индикаторы показывают нули).

При отжатии кнопки «пуск» включён электромагнит (6), позво­ляющий удерживать маятник Максвелла в верхнем состоянии.

При нажатии кнопки «пуск» отключается питание электромагни­та и подключается генератор импульсов, который заблокирован от схемы счетчика времени. При поступлении импульса от фотоэлектри­ческого датчика № 1 открывается вентиль, блокирующий схему генератора и с этого момента схема счетчика начинает работать. Подсчет импульсов со схемы генератора продолжается до момента прихода сигнала от фотоэлектрического датчика № 2, что вызывает блокирование вентиля, т.е. отключение схемы генератора от счетчика времени.

Кнопка «сброс» устанавливает миллисекундомер в начальное состояние, обнуляя цифровые индикаторы счетчика времени.

Прибор готов к работе непосредственно после включения сетевого напряжения и не нуждается в нагреве,

Определение момента инерции маятника максвелла

1. Нижний кронштейн прибора передвинуть и зафиксировать в нижнем положений.

2. На диск маятника наложить произвольно выбранное кольцо, прижимая его до упора.

3. Проверить длину нити маятника. Эта длина должна быть такси, чтобы край стального кольца находился на 2-3 мм ниже оси нижнего фотоэлектрического датчика, обращая внимание на то, чтобы его ось была параллельной основанию прибора. Если это не выполняется, то деблокировать гайку воротка (8) для регулирования длины бифилярной подвески, Исправить недостат­ки и блокировать вороток.

4. Отжать (если она на отжата) клавишу «пуск» миллисекундомера.

5. Намотать на ось маятника нить подвеска, обращая внимание на то, чтобы она наматывалась равномерно, виток к витку.

6. Фиксировать маятник при помощи электромагнита. Проверить с помощью прямоугольного треугольника, отвечает ли нижняя грань кольца нулю шкалы на колонке. Если нет, то определить нулевой отсчет.

7. Нажать клавишу «сброс».

8. Парад нажатием клавиши «пуск» повернуть маятник в направ­лении его движения на небольшой угол (при длительном удерживания маятника магнитом, стальное кольцо намагничивается, и при выклю­чении электромагнита в кольце ещё имеется остаточная намагни­ченность, которая продолжает удерживать кольцо в верхнем поло­жении).

Нажать клавишу «пуск».

9. Прочитать измеренное значение времени падения маятника.

10. Со шкалы на вертикальной колонке прибора определить дли­ну маятника, как разницу между нулевым и конечным отсчетом. Конечный отсчет определяется по положению указателя (13).

Массы оси, диска и колец с точностью до 0,01 г нанесены на них.